El radón es un elemento gaseoso producido continuamente en la corteza terrestre por la desintegración radiactiva del radio, que a su vez proviene de las cadenas del uranio-238, uranio-235 y torio-232. Es el único gas noble radiactivo en condiciones normales. Tres isótopos naturales son significativos, correspondientes a cada una de estas cadenas:
El radón-222 formado en minerales que contienen radio puede, según la porosidad y el contenido de agua del suelo, difundirse hacia la superficie y liberarse a la atmósfera. Este flujo, llamado exhalación de radón, varía considerablemente según la geología (rocas graníticas y esquistos ricos en uranio > rocas sedimentarias), la estación, la presión atmosférica y la humedad. La medición de este flujo se utiliza en geofísica para:
Una vez en la atmósfera, el radón-222 (gas inerte) es transportado por los vientos. Dado que se desintegra con una vida media conocida, su disminución con la distancia a su fuente continental (los océanos producen muy poco) permite estudiar los tiempos de mezcla de masas de aire entre continentes y océanos. En los océanos, el radón disuelto (producido por el radio de los sedimentos) sirve como trazador para los procesos de mezcla vertical y los intercambios aire-mar.
El nombre "radón" proviene del radio, su progenitor directo en la cadena de desintegración. El isótopo \(^{222}\mathrm{Rn}\) fue llamado inicialmente "emanación del radio" o simplemente "emanación" (denotado Em) por sus descubridores, ya que "emanaba" del radio. Más tarde, cuando se descubrieron los isótopos del torio y el actinio, se les llamó torón (Tn) y actinón (An), respectivamente. El nombre genérico "radón" (símbolo Rn) para el elemento 86 fue adoptado oficialmente en 1923.
El radón-222 fue descubierto en 1900 por el físico alemán Friedrich Ernst Dorn. Al estudiar los compuestos de radio recién descubiertos por los Curie, notó que el radio emitía un gas radiactivo. Demostró que este gas, al que llamó "emanación del radio", era en sí mismo radiactivo y se transformaba en otros elementos sólidos. Este descubrimiento fue crucial para comprender las series de desintegración radiactiva.
En 1908, el químico escocés Sir William Ramsay (ya descubridor de los gases nobles argón, kriptón, xenón y neón) y su asistente Robert Whytlaw-Gray lograron aislar el radón, medir su densidad y demostrar que era el más pesado de los gases nobles conocidos. Lograron condensar suficiente cantidad para observar su espectro de emisión, confirmando su estatus de elemento. Ramsay recibió el Premio Nobel de Química en 1904 por su trabajo sobre los gases inertes, incluso antes del descubrimiento del radón.
Ya en la década de 1920, se sospechaba que el radón era responsable de la alta incidencia de cáncer de pulmón entre los mineros de uranio (especialmente en las minas de Joachimsthal en Checoslovaquia y más tarde en Nuevo México). Sin embargo, no fue hasta la década de 1980 que estudios epidemiológicos (como los realizados en mineros estadounidenses) establecieron firmemente la relación entre la exposición al radón y el cáncer de pulmón. En la década de 1990, la conciencia se extendió al riesgo doméstico, transformando al radón de una curiosidad científica en un importante problema de salud pública.
El radón está presente en todas partes, pero sus concentraciones varían enormemente.
No hay "producción" de radón propiamente dicha; se genera constantemente por desintegración natural y debe gestionarse donde se acumula.
El radón (símbolo Rn, número atómico 86) es un elemento del grupo 18, el de los gases nobles (o gases raros). Es el miembro más pesado y el único radiactivo natural de este grupo en condiciones normales (el oganesón, Z=118, es sintético). Su átomo tiene 86 protones y, según el isótopo, de 131 a 150 neutrones. El isótopo \(^{222}\mathrm{Rn}\) tiene 136 neutrones. Su configuración electrónica es [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶, con una capa de valencia p completa (6 electrones), lo que lo hace químicamente inerte.
El radón es un gas noble incoloro, inodoro e insípido.
En forma sólida, el radón tiene un color amarillo-anaranjado debido a su radiactividad.
El radón se funde a 202 K (-71 °C) y hierve a 211 K (-61,7 °C). Puede licuarse relativamente fácilmente por enfriamiento.
Como gas noble, el radón es extremadamente inerte. Sin embargo, debido a su gran tamaño y alta polarizabilidad, es el gas noble más reactivo. Cálculos teóricos predicen que podría formar algunos compuestos inestables, como el fluoruro de radón (RnF₂) y posiblemente óxidos o complejos de clatrato. En la práctica, solo se han obtenido compuestos en estado sólido, altamente inestables y radiactivos, en cantidades mínimas (clatratos con agua o hidrocarburos). Su química tiene poca aplicación práctica.
Estado (20°C, 1 atm): Gas incoloro.
Densidad (gas, 0°C): 9,73 g/L (8,1 x aire).
Punto de fusión: 202 K (-71 °C).
Punto de ebullición: 211 K (-61,7 °C).
Configuración electrónica: [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶.
Radioactividad: Isótopo principal \(^{222}\mathrm{Rn}\), α, T½=3,82 días.
| Isótopo / Notación | Protones (Z) | Neutrones (N) | Masa atómica (u) | Cadena progenitora | Vida media / Modo de desintegración | Observaciones / Importancia |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Radón-222 — \(^{222}\mathrm{Rn}\) | 86 | 136 | 222,017578 u | Uranio-238 (4n+2) | 3,8235 días (α) | Isótopo más importante. Vida media lo suficientemente larga para migrar del suelo y acumularse en edificios. Principal responsable del riesgo sanitario doméstico. |
| Radón-220 — \(^{220}\mathrm{Rn}\) (Torón) | 86 | 134 | 220,011394 u | Torio-232 (4n) | 55,6 segundos (α) | Vida media muy corta, limitando su acumulación lejos de la fuente. Peligro principalmente en industrias que procesan materiales ricos en torio (arenas de monacita, cerámicas). |
| Radón-219 — \(^{219}\mathrm{Rn}\) (Actinón) | 86 | 133 | 219,009480 u | Uranio-235 (4n+3) | 3,96 segundos (α) | Despreciable para la salud pública debido a su vida media ultra-corta y la baja abundancia de U-235 (0,72%). |
N.B.:
Capas electrónicas: Cómo están organizados los electrones alrededor del núcleo.
El radón tiene 86 electrones distribuidos en seis capas electrónicas. Su configuración electrónica [Xe] 4f¹⁴ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶ tiene una capa de valencia (6p) completamente llena, lo que le confiere gran estabilidad química y carácter de gas noble. Esto también puede escribirse como: K(2) L(8) M(18) N(32) O(18) P(8), o completamente: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴ 5s² 5p⁶ 5d¹⁰ 6s² 6p⁶.
Capa K (n=1): 2 electrones (1s²).
Capa L (n=2): 8 electrones (2s² 2p⁶).
Capa M (n=3): 18 electrones (3s² 3p⁶ 3d¹⁰).
Capa N (n=4): 32 electrones (4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 4f¹⁴).
Capa O (n=5): 18 electrones (5s² 5p⁶ 5d¹⁰).
Capa P (n=6): 8 electrones (6s² 6p⁶).
El radón tiene 8 electrones de valencia en su capa externa (6s² 6p⁶), alcanzando la configuración estable del octeto. Esta estructura electrónica saturada lo hace extremadamente reacio a formar enlaces covalentes clásicos. Su primer potencial de ionización es relativamente bajo para un gas noble (10,75 eV), pero sigue siendo demasiado alto para una química fácil. Cualquier intento de formar compuestos (como RnF₂) requiere oxidantes muy fuertes como el flúor, y los compuestos resultantes son termodinámicamente inestables y se descomponen rápidamente.
Esta inercia es crucial para su comportamiento ambiental: una vez formado en el suelo, el radón no reacciona con los minerales o el agua; se difunde libremente como gas atómico. En los pulmones, no interactúa químicamente con los tejidos; su peligro es puramente radiológico.
El gas radón en sí, una vez inhalado, se exhala en gran medida. El peligro proviene de sus productos de desintegración (o "descendientes") sólidos y radiactivos:
Estas partículas (a menudo cargadas) se adhieren a los aerosoles del aire ambiente o al polvo. Cuando se inhalan, pueden depositarse en las vías respiratorias, especialmente en los bronquios. Su desintegración alfa y beta dentro del tejido pulmonar irradia directamente las células epiteliales, causando daños en el ADN que pueden llevar al cáncer.
El Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (CIIC) clasifica al radón como carcinógeno cierto para el ser humano. Es la segunda causa de cáncer de pulmón después del tabaco, y la primera causa entre los no fumadores. Se estima que alrededor del 3 al 14% de los cánceres de pulmón en el mundo son atribuibles al radón, lo que corresponde a decenas de miles de muertes anuales. El riesgo es multiplicativo con el tabaquismo: un fumador expuesto al radón tiene un riesgo de cáncer de pulmón mucho mayor que la suma de los riesgos individuales.
Las autoridades sanitarias establecen niveles por encima de los cuales se recomiendan acciones correctivas:
Las concentraciones medias en el exterior suelen ser de 5 a 15 Bq/m³. En el interior, pueden variar de menos de 10 a más de 10.000 Bq/m³ en las zonas más afectadas.
El objetivo es reducir la concentración de radón. Las técnicas, ordenadas por eficacia y costo, son:
Muchos países han establecido mapas de potencial de radón basados en la geología y mediciones. En Francia, el IRSN ha publicado un mapa comunal que clasifica los municipios en 3 categorías de potencial. Estos mapas sirven para priorizar las acciones de información y las obligaciones de vigilancia (escuelas, lugares de trabajo en zonas de alto potencial).
El problema del radón es un problema de salud ambiental perfectamente identificable y manejable. Los desafíos actuales son:
El radón, un gas invisible y natural, ilustra perfectamente cómo un fenómeno geológico puede tener un impacto sanitario directo en la población, y cómo la ciencia y la regulación pueden combinarse para mitigar este riesgo.
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